数字全息粒子图像测速技术(DHPIV)研究进展

全息粒子图像测速技术(DHPIV)是当前非常具有发展潜力的非定常三维流场测量技术,是一种具有点空间分辨力的三维空间三维速度场和时间历程的实验观测方法和技术.本文介绍了该项技术(数字全息DH和粒子图像测速PIV)的发展背景和近20年来的研究进展,并介绍了已测得的非定常复杂流动的初步结果.详细论述了DHPIV技术所面临的关键性问题和应用基础问题以及相应的进展:粒子空间场的重建与再现的空间分辨率问题、粒子定位或位移精度问题、信噪比和数字再现的光学与快速算法以及测量空间的扩展等问题.同时讨论了数字离轴全息等有关技术的潜力,介绍了进一步的研究发展方向.

鱼尾正弦摆动的流动特性研究

有关鱼游动机理的研究,已经有很多研究机构和研究人员做了大量的工作。笔者对一个带有不同鱼尾形状的5自由度机器鱼采用了无支杆张线式支撑,在各种状态下进行了流动显示实验观察,初步探讨机器鱼游动时的水动力学性能和其游动的机理。

LIF喷流混合流浓度场定量测量

本文介绍激光诱导荧光(LIF)的瞬时浓度场定量测量技术,采用了CCD图象采集处理系统和低浓度简化校正技术等,讨论了喷流混合流浓度场测量的初步结果。

面向新世纪的粒子图像测速(英文)

一种综述粒子图像测速 (ParticleImageVelocimetry)的非接触、瞬时、动态、全流场的和本质上是直接的速度场测量技术 ,成为当今最实用和非常有潜力的流体力学全流场观测(FullFlowFieldObservation&Measurement)技术。回顾和展望PIV(包括DPIV ,SPIV ,HPIV等 )及其应用的进展和前景。面临新世纪 ,PIV技术有望最终攻克一个容积的三维速度场时间历程(3Dt 3C)的观测和推动流体力学进入十分活跃的新时期。

昆虫翅悬停飞行中的三维空间旋涡结构

昆虫（果蝇）悬停飞行中，翅膀按照特定的拍动方式往复运动，产生非定常高升力维持身体的平衡。研究昆虫高升力机理，需要探索拍动翼运动引发的三维空间非定常流场的特性，尤其是三维空间非定常涡的发展变化过程。 本文将氢气泡流动显示技术应用于动态模型实验，定性的观察拍动翼前缘涡（LEV）的发展破裂过程。并利用数字体视粒子图像测速，DSPIV（Digital Stemscopic Particle Image Velocimetry）技术，测得了拍动翼运动瞬时相位和相位平均的三维空间流场信息（速度向量场、截面涡量场、空间涡量场，以及三维空间流线），揭示了拍动翼展向流动的存在，并结合定性和定量方法多角度说明了前缘涡沿展向发展到破裂的流动结构，并说明了侧缘涡与前缘涡的相互影响。 测量结果表明：在雷诺数960的情况下，拍动翼运动至相位时，翼面上前缘涡在距翼根约60％展长的位置发生破裂；翼根至破裂点之间，展向流动稳定，指向翼梢；破裂点以后，展向流改变方向，指向翼根。

白光气泡图象测速技术

介绍了一种新的PIV(Particle Image Velocimetry)测速技术——白光气泡图象测速技术。用电解水产生的氧泡作为流场示踪粒子,用普通闪光灯组作为PIV底片记录的多脉冲光源。其主要优点是:对实验设备无污染;不需要高能量激光光源;并可获得高信噪比的PIV底片。

高校改革方向的再认识

申功炘,李志芳,惠益民(北京航空航天大学):在学习中我们体会到,在中国这棵社会主义生命大树中,教育是“根”,科技是“干枝叶”,经济是“果”。人们关心的是果,看到的是干枝叶,而活跃在地表下的生命之根常被忽视。为了硕果要强根壮干枝叶茂,

白光氧气泡图像测速技术(英文)

本文介绍一种白光氧气泡图像测速新技术。用电解水产生的氧气泡做为流场示踪粒子,用两个闪光时间间隔由数字电路控制的普通闪光灯做为粒子图像底片记录的多脉冲光源,取代了以往PIV测速技术中通常所用的固体示踪粒子及大功率激光光源。该技术的显著优点是实验成本低,无污染,而且光源功率需求低,并且可以获得高信噪比的粒子图像记录底片。通过实际应用说明该实验技术是水洞力学中速度场测量的一种有效方法。

粒子图象电影测速技术

以往文献中介绍的粒子图象测速技术(Particle Image Velocimetry简称PIV)仅能测量流场截面某一瞬态的二维速度分布,但是某一瞬态的流速场不能完整地揭示非定常流动随时间的发展特性。文献[1,2]为了获得二维后向台阶起动涡的发展过程,需对流场重复起动,并在起动后不同瞬态拍摄。对于一般不可重复的非定常流动,上述方法失效。因此有必要发展一种粒子图象连续拍摄技术,以得到一个截面上随时间变化的不同瞬态的二维速度场。 1

怀念敬爱的凌云沛教授

凌云沛教授是北航实验流体力学的学科创始人之一，我们都尊称凌先生，不仅是我们的长辈，在学术上、教学上都是我们的先生。凌先生不仅在我校，在空气动力学界也是知名的学者，曾受特聘当过当时北京空气动力学研究所的学术顾问，也曾是国防科工委实验空气动力学专家组（马明德先生为组长）的重要成员，大家都尊称他为凌先生。

激光空间流动显示及其应用

本文介绍激光空间流动显示技术及其在复杂流动中的应用。着重介绍了作者在激光诱导荧光流动显示(LIF)技术的研究和应用。较系统地讨论了若干原理和技术问题,并提供了一些实际应用的典型的流态照片。

模型蜻蜓翼在是停状态的气动力特性实验研究

在静水中模拟了靖蜓(Aeschna juncea)在悬停状态的拍动运动,采用三分量的应变式天平分别测出前后翼之间的相位差值在0°、90°和180°三个值中变化时,两翼上的升力和阻力。得出三点结论:(1)在前后两翼以0°、90°和180°三种相位差拍动时,两翼之间的相互干扰对升力的产生是有害的;(2)后翼所受的干扰比前翼大;(3)后翼领先前翼1/4个周期拍动时所产生的升力最大,而反相拍动时所产生的升力最小。

液压控制锥阀内流场的数值模拟与试验可视化研究

用Galerkin有限元法对液压控制锥阀在不同的开口度、不同的阀芯结构、不同的阀座尺寸下的内流场进行数值计算，计算结果以可视的图形图像形式给出。并用DPIV技术对锥阀内流场进行试验可视化研究，试验结果与计算结果吻合。研究结果对设计低能耗、低噪声液压锥阀具有指导意义。

超音速喷流DPIV瞬时速度场实验测量

介绍了采用数字式互相关粒子图像测速系统 (DPIV)在测量超音速喷流实验中的应用 ;实验给出了设计马赫数Ma =1 .5的小型拉瓦尔喷管在不同总压和反压比条件下 ,喷流速度场、流线、涡量分布等定量信息 .实验结果显示出流场中激波前后流体速度 ,涡量分布的明显变化 。

全场测速技术进展

速度场测量技术的研究在流体力学和空气动力学中具有极高的学术意义和实用价值．文中归纳介绍了近十多年来人们积极探索的各种全场测速新技术，特别是激光诱导荧光高速流场测试技术。

机械蜻蜓悬停时的气动力实验研究

为研究蜻蜓等有两对翼的昆虫前后翼相互干扰下的气动力,设计并制作了一个可以模拟蜻蜓悬停的3种拍动模式的机电模型,并以此进行一系列实验,对前后翼相互作用的流场进行了观测。采用染色液流动显示的方法,定性观察了后翼前缘涡在各种不同拍动模式和不同翼间距离时的发展过程,对模型翼在各种拍动模式下的气动力进行了定量测量,并分别从流场结构和力学性能两方面对两翼间的干扰作用进行了分析讨论。

大迎角下两段式翼型后翼作俯仰拍动的实验研究

通过氢气泡流动显示和PIV流场测量研究了大迎角下两段式翼型后翼作俯仰拍动时的流场结构及其演化。实验在北航1.0m×1.2m水槽中进行,基于翼型弦长的实验雷诺数为9000。实验结果显示:在大迎角情况下,当翼型静止时,前缘产生的分离涡会远离背风面向下游脱落,背风面上方会形成大范围的分离区;而当翼型前翼保持不动,后翼进行简谐拍动时,前缘产生的分离涡将靠近背风面向下游运动,背风面上方原有的大范围分离区将显著缩小甚至消失,这意味着可能增升和改善升阻比。此外,本文对后翼拍动的频率和振幅的影响也进行了较为详细的讨论。

数字全息粒子图像测速技术研究

通过全息照相及再现的理论分析 ,进行了数字全息计算机数值模拟 ,利用快速傅里叶变换技术 (FFT)对拍摄到的干涉条纹进行了图像复频域的信号分析 ,实现了数字全息的复频域滤波技术和全息图的小景深再现技术 ,应用于数字全息粒子图像测速DHPIV(DigitalHolographyParticleImageVelocimetry)技术 .并对立方体对角复杂流动流场进行了试验测量 ,得到了空间中的三维速度向量场分布 ,进而得到了三维流线的空间分布 。

应用PIV研究二维后向台阶起动涡流动结构特性

采用适合于低速水流的白光气泡 PIV技术以及氢泡时间线流动显示技术在水槽中对绕二维后向台阶的起动涡瞬时速度场、涡量场进行了定量测量和流谱观察。得到了起动涡涡量的最大值、总环量、涡的尺度及涡心位置随时间变化的特性曲线 ;并观察到起动涡发展的

机械蝴蝶模型悬停飞行的流动显示实验

为了探索蝴蝶独特的外形及运动模式下蕴含的流动机理,与以往只考虑翅膀气动影响的拍动翼实验不同,我们开发了一种同时考虑身体及翅膀的机械系统用以模拟蝴蝶的悬停飞行,并采用染色液流动显示的方法对升力的主要来源——前缘涡进行了细致的观测。结果显示,在蝴蝶飞行的上下拍动过程中均有前缘涡产生,且不是以往观测到的螺旋或锥状结构,而是近似等直径的柱状联通形式,其明显特征为:在拍动加速阶段存在明显的展向流动,而在减速阶段则会出现破裂;另外,蝴蝶看似杂乱无章的运动实际上是一种自适应控制的结果,有助于提高升力。